Om du någonsin har gjort slott i sanden kanske du känner till vilvinkeln. Häll långsamt sand ur en hink. Det kommer att bilda en konformad hög. När du häller mer sand på högen blir högen större, men den håller samma grundform. Om du gjorde samma sak med salt, socker eller något annat granulärt material, skulle det också bilda en konisk hög, men formen skulle vara något annorlunda. Vinkeln mellan den lutande sidan av den konformade pålen och den horisontella varierar från en typ av material till en annan. Denna vinkel kallas vilovinkeln.
Faktorer som påverkar vilvinkeln
Det enskilda materialet kommer att påverka vilovinkeln, en reflektion av de olika friktionskoefficienterna mellan olika ämnen. Partiklarnas storlek är en faktor. Andra faktorer är lika, finkornigt material kommer att bilda en grundare hög med en mindre vinkel än grovare korn. Fukt påverkar vilvinkeln, som alla som någonsin har byggt ett sandslott kan bekräfta. Fuktig sand har en mycket högre vilvinkel än torr sand. Och metoden med vilken vilovinkeln mäts kan också påverka mätningen.
Tilting Box Method
Denna metod är lämplig för finkorniga, icke-sammanhängande material, med individuell partikelstorlek mindre än 10 mm. Materialet placeras i en låda med en transparent sida för att observera det granulära testmaterialet. Det bör initialt vara plant och parallellt med lådans botten. Lådan lutas långsamt med en hastighet av cirka .3 grader / sekund. Lutningen stoppas när materialet börjar glida i bulk och lutningsvinkeln mäts.
Fast trattmetod
Materialet hälls genom en tratt för att bilda en kon. Trattens spets bör hållas nära den växande konen och sakta höjas när pålen växer för att minimera påverkan av fallande partiklar. Sluta hälla materialet när pålen når en förutbestämd höjd eller basen en förutbestämd bredd. I stället för att försöka mäta vinkeln på den resulterande konen direkt, dela höjden med halva bredden på konens bas. Den omvända tangenten för detta förhållande är vilovinkeln.
Roterande cylindermetod
Materialet placeras i en cylinder med minst en transparent yta. Cylindern roteras med en fast hastighet och observatören tittar på materialet som rör sig i den roterande cylindern. Effekten liknar att se kläder tumla över varandra i en långsamt roterande torktumlare. Det granulära materialet antar en viss vinkel när det strömmar in i den roterande cylindern. Denna metod rekommenderas för att erhålla den dynamiska vilovinkeln och kan variera från den statiska vilovinkeln mätt med andra metoder. När du beskriver vilovinkeln för ett ämne, ange alltid vilken metod som används.